低轨卫星网络协议的仿真模拟

，自然形成先进先出的策略，在带宽小的链路上实现瓶颈效应，所以也不用实现LLC层的数据帧传输与流量控制。

为了保证每颗卫星在同一时刻只有一个地面网关接入，把网络场景划分为三种。第一种，每颗卫星只有一个地面接入网关。第二种，每颗卫星存在两个以上地面接入网关，但是同一颗卫星覆盖下的两个网关之间不存在数据流业务。第三种，每颗卫星存在两个以上地面网关，但只有处于相同卫星覆盖下的地面网关之间存在数据业务。通过对这三种场景组合可以搭配出所有的仿真场景。第二种仿真场景可以拆分成多个第一种仿真场景的组合。第三种仿真场景可以采用固定节点、有线链路近似模拟。因此，只要完成第一种仿真场景，所有的问题就都可以解决。在第一种仿真场景中每颗卫星只有一个地面网关接入，编程过程中可以不再考虑冲突检测、信道预留、业务的优先级处理等数据链路层功能，符合前面所提简化。2.1 地面网关节点模型要实现的功能

（1）切换管理，向GlobalNode 通告与卫星的映射关系；

（2）向Global Node 通告可以到达的子网地址；

（3）数据包的封装与解封；

（4）上行链路的各个pipeline 阶段。

2.2 Satellite 节点要实现的功能

（1）路由地面网关发送来的数据包；

（2）网络协议平台，在其上实现非面向连接的路由协议；

（3）下行链路的各个pipeline 阶段；

（4）星间链路的各个pipeline 阶段；

（5）导入STK（Satellite Tools Kit）卫星轨道文件。

2.3 Global Node 要实现的功能

（1）存放网关可达子网列表，供网关封包时查询；

（2）存放网关与卫星映射列表，供卫星节点星上路由时查询。

3 仿真验证

在本文所建立的仿真系统平台上，作者仿真了TCP 协议在动态路由上的性能。仿真场景采用Iridium 系统的一部分作为空中卫星网络，两个地面网关处于不同卫星覆盖范围内，网关所连接的Internet 中有一对客户机/服务器采用TCP 连接进行数据传输。仿真结果将比较通过低轨卫星网络进行TCP 连接与通过地面网络进行TCP 连接之间的拥塞控制窗口，切换前后时延变化。仿真设置为：客户端（longitude- 161.8, latitude-29.14）下载服务器端（longitude- 15.2, latitude- 20.9）上大小为1Mbit 的文件，带宽瓶颈为10Mbps, 整个过程每5s 重复一次，直至仿真结束，仿真的网络场景拓朴结构如图3所示。

场景拓朴整个仿真时间为100s, 在60s 时刻客户端接入网关发生星地切换。仿真结果如图4、5所示。